淺議高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)的確定方法

【摘要】闡述瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的重要性，介紹確定瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)最佳時(shí)機(jī)的方法及預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，為高速公路管養(yǎng)部門提供理論參考。

【關(guān)鍵詞】高速公路瀝青路面；預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)在延長高速公路瀝青路面的使用壽命，延遲路面大修方面起著重要的作用，是一種社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益都很好的養(yǎng)護(hù)方法，其有效性和經(jīng)濟(jì)性很大程度取決于采取預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的時(shí)機(jī)。目前，國內(nèi)外對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)進(jìn)行很多有研究，提出了的方法主要有：生命周期評(píng)估法、基于路況（PCI）或時(shí)間的方法、行駛質(zhì)量指數(shù)和破壞指數(shù)法等等。由于路面使用性能的影響因素較多，各指標(biāo)間存在內(nèi)在聯(lián)系，而且相互關(guān)系多變復(fù)雜，使得這些預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)的確定方法，有時(shí)難以取得滿意的效果。

本文針對(duì)瀝青路面的特點(diǎn)，提出的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)段的確定方法，考慮費(fèi)用和多指標(biāo)的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)改善效果，綜合確定瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的最佳時(shí)機(jī)。

1、瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)指標(biāo)

瀝青路面結(jié)構(gòu)作為一個(gè)綜合系統(tǒng)，使用性能受影響的因素多，只有把單性指標(biāo)融入整個(gè)系統(tǒng)中，找出各單項(xiàng)指標(biāo)在整個(gè)路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)確定的大系統(tǒng)中所發(fā)揮的不同作用。

1.1 裂縫率

裂縫損壞是高速公路路面最常見、最早出現(xiàn)的病害。采用裂縫率（CR）指標(biāo)對(duì)高速公路瀝青路面的裂縫破損狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，計(jì)算方法如下：對(duì)于塊狀或網(wǎng)狀裂縫直接量測(cè)其破損面積（m2），而對(duì)于獨(dú)立縱向或橫向裂縫，測(cè)量實(shí)際長度（m）后按0.2 m的影響寬度折算成面積。

1.2車轍

隨著重載車輛的不斷增加，車轍已經(jīng)成為瀝青路面的一項(xiàng)主要破壞形式，車轍對(duì)行車的舒適性產(chǎn)生很大的影響，更主要的是危及行車安全。一定深度的車轍積水會(huì)長時(shí)間集聚，造成積水滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，水分的浸入會(huì)使路面結(jié)構(gòu)在行車及凍融循環(huán)等不利條件作用下，產(chǎn)生其他結(jié)構(gòu)病害，減低路面使用功能和壽命。現(xiàn)行養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范中的路面結(jié)構(gòu)病害分類，只將車轍化作一種路面結(jié)構(gòu)破損形式，很難全面反映出車轍這一破損形式對(duì)行駛舒適性和行車安全性產(chǎn)生的重要影響。為此，根據(jù)現(xiàn)實(shí)影響因素分析，將車轍作為確定預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)的指標(biāo)之一很有必要。

1.3路面狀況指數(shù)PCI

路面使用過程中產(chǎn)生破損，是行車、材料、自然等各種因素作用于路面結(jié)構(gòu)后的結(jié)果，反映路面結(jié)構(gòu)的完整性，也是衡量路面服務(wù)潛力的重要指標(biāo)之一。在本文中，需除去裂縫和車轍變形這兩種破損狀況。

1.4 行駛質(zhì)量指數(shù)

采用行駛質(zhì)量指數(shù)（RQI）作為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，是為了全面衡量路面綜合系統(tǒng)在行駛質(zhì)量方面提供服務(wù)能力的狀況。行駛質(zhì)量指數(shù)來源是由國際平整度指數(shù)（RQI）計(jì)算得出。 1.5 抗滑系數(shù)

抗滑性能是影響行車安全的重要因素之一，將路面抗滑性能作為確定預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)的一個(gè)指標(biāo)，一般采用抗滑系數(shù)（橫向力系數(shù)SFC）作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2、瀝青路面預(yù)防性時(shí)機(jī)分析方法

對(duì)于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)而言，首先應(yīng)保證路面結(jié)構(gòu)的性能良好，這是進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的前提。路面強(qiáng)度指標(biāo)用SSI來表示，主要用于評(píng)價(jià)現(xiàn)有路面的承載力，即用路面允許彎沉值和路段代表彎沉值的比例來表示。《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTGH 10-2009）中規(guī)定，高速公路和一級(jí)公路的SSI應(yīng)大于等于0.83。因此，進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的高速公路瀝青路面SSI一定在0.83以上。

采集路面運(yùn)營期間逐年的路面狀況數(shù)據(jù)，建立路面使用性能預(yù)測(cè)模型，對(duì)路面強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)測(cè)，以路面強(qiáng)度衰變到良以下的年限作為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)段的上限，這個(gè)年限假定為T。

以裂縫率CR、車轍深度RD、路況指數(shù)PCI、行駛質(zhì)量指數(shù)RQI、橫向力系數(shù)SFC等綜合預(yù)測(cè)的結(jié)果作為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)確定路況指標(biāo)。

CR=（CA+0.2L）/A式中：CA為龜裂及塊裂的總面積，L為單根裂縫的總長度，A為評(píng)級(jí)路段路面面積。

通過對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)評(píng)定指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)的研究，筆者認(rèn)為當(dāng)CR≥1%、RD≥10mm、PCI≤85、RDI≤9.6、SFC≤50時(shí)就可以進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。設(shè)裂縫率C=1%對(duì)應(yīng)的時(shí)間為t1，車轍深度RD=10mm對(duì)應(yīng)的時(shí)間為t2，路況指數(shù)PCI=85對(duì)應(yīng)的時(shí)間為t3，行駛質(zhì)量指數(shù)RQI=9.6對(duì)應(yīng)的時(shí)間為t4，橫向力系數(shù)SFC=50對(duì)應(yīng)的時(shí)間為t5，則min{t1，t2，t3，t4，t5}為預(yù)防性時(shí)段下線，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)段為[min{t1，t2，t3，t4，t5}，T]。

此外，各項(xiàng)指標(biāo)有一個(gè)閾值，即超過該閾值不適宜進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。這些閾值對(duì)應(yīng)的時(shí)間用S表示。則裂縫率CR =5%對(duì)應(yīng)的時(shí)間為S1，車轍深度RD=10mm對(duì)應(yīng)的時(shí)間為S2，路況指數(shù)PCI=85對(duì)應(yīng)的時(shí)間為S3，行駛質(zhì)量指數(shù)RQI=9.6對(duì)應(yīng)的時(shí)間為S4，橫向力系數(shù)SFC=50對(duì)應(yīng)的時(shí)間為S5，min{S1，S2，S3，S4，S5}

3、瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施

3.1霧封層

采用專用灑布車在瀝青面層上噴灑薄層的高滲透性改性乳化瀝青，形成嚴(yán)密的防水層將路面封閉，起隔水、防滲、保護(hù)路面使用功能。

3.2稀漿封層

由連續(xù)級(jí)配集料、填料、乳化瀝青、水拌勻后攤鋪在路面上的封層，具有防水、防滑、耐磨耗、填充等作用。

3.3微表處

由乳化瀝青、水、礦粉等原材料按一定比例組成的高分子聚合物改性乳化瀝青，和一定比例的石料通過專用攤鋪設(shè)備進(jìn)行攪拌后攤鋪到瀝青路面上，用于對(duì)道路的多功能維護(hù)及路面使用性能的改善的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。微表處是瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的主要形式。

3.4碎石封層

碎石封層分為異步碎石封層和同步碎石封層，一般多采用后者。碎石封層用于基層表面時(shí)，起封水和改善基層與瀝青層間聯(lián)結(jié)作用；用于路面表面層，以恢復(fù)路面的抗滑性能、改善平整度、提高舒適性、延長使用壽命為主。

結(jié)語：

所建立的瀝青路面預(yù)防性時(shí)機(jī)確定方法，以最少的資金投入，在路面強(qiáng)度發(fā)生大幅度衰減之前，對(duì)路面進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，以適應(yīng)重載交通。采取的維修及時(shí)合理，減低路面全壽命周期費(fèi)用。

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作者簡介：

陳君煒，男，1982年7月，廣西平南，本科，公路工程，工程師。